人工智能（AI）可以加速寻找和测试新材料的进程。近日，微软的研究人员利用AI设计出一种新电池，大幅降低了对昂贵的矿物锂的依赖。

一位研究人员正在测试人工智能设计的新材料电池。图片来源：Dan DeLong for Microsoft

锂离子电池为我们日常使用的许多设备以及电动汽车提供动力。但是，锂的价格十分昂贵，且开采锂矿会破坏环境。而寻找这种关键金属的替代品又十分耗时，需要研究人员在数年内开发和测试数百万种候选材料。

如今，利用AI技术，微软的Nathan Baker和同事在几个月内就完成了这项庞大的任务。他们设计并制造出一种新型电池，对锂的消耗量减少了70%。

研究人员基于2360万种候选材料，通过调整现有电解质的结构，将一些锂原子换成其他元素。然后，他们又用AI算法剔除那些不稳定的材料，以及那些在电池中化学反应较弱的材料。研究人员还考虑了每种材料在电池工作时的表现。他们仅用几天时间，就将候选材料名单减少至几百个，其中一些材料以前从未被研究过。

“我不是材料科学家。”Baker说，“所以我打电话向一些从事大型电池研究的专家进行咨询。”

美国西北太平洋国家实验室的Vijay Murugesan是接听电话的科学家之一。他和同事提出了一些额外的AI筛选标准。经过多轮淘汰，Murugesan团队最终从AI的建议中选择了一种材料在实验室中进行合成。他们用这种材料制造了一个可以工作的电池，尽管与使用更多锂的类似电池相比，它的导电性更低，不过电池功率足以点亮灯泡。

没有参与该项目的美国麻省理工学院的Rafael Gómez Bombarelli说，该团队使用AI来加速和增强物理学家几十年来一直在做的计算，但这种方法未来仍可能遇到障碍。他表示，为寻找锂替代品训练AI所需的数据往往很少，但针对电池组件以外的材料可能需要更复杂的元素组合方式。